Презентация на тему "Модель «сущность – связь» (er – модель)"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Модель «сущность – связь» (ER – модель)

  Entity-сущность, Relationship- связь ER-модель: Является семантической, а не реляционной, моделью. Моделирование предметной области базируется на использовании графических диаграмм, включающих небольшое число разнородных компонентов (ER-диаграмм). Предложена в 1976 году Питером Пин-Шен Ченом. Используется не только при ручном проектировании БД методом «сущность – связь», но и во всех CASE – средствах проектирования БД.

• 
  Слайд 2

  Основные понятия ER – модели

  Сущность - реальный или представляемый объект, имеющий значение при решении задачи, информация о котором должна храниться и быть доступной. Именуется , как правило, существительным, Имеет экземпляры, каждый из которых должен быть однозначно идентифицируем, На диаграммах изображается прямоугольником с ее именем. Атрибут сущности –свойство сущности, важное для решения задачи. На диаграмме перечисляются внутри сущности (нотация Чена и Баркера) или под прямоугольником, изображающим сущность (нотация Хау). Допустимо изображение на диаграммах не всех атрибутов сущности, а только ее идентификатора. Связь – ассоциация (зависимость) устанавливаемая между двумя или более сущностями. именуется обычно глаголом. чаще всего используются бинарные связи, то есть связи между двумя разными сущностями или сущностью и ею же самой. В последнем случае связь называется рекурсивной. в связи выделяются два конца, для каждого конца указывается: имя степень, то есть сколько экземпляров сущности участвует в связи класс принадлежности сущности связи (обязательная или необязательная). На диаграммах связи изображают по-разному в разных нотациях.

• 
  Слайд 3

  Изображениесвязи (нотацияХау)

  Связь изображается ромбом. Имя связи помещается внутри ромба. Степень связи изображается цифрой 1, если в связи участвует один экземпляр сущности, и буквами, например: m, n, p , если в связи участвуют несколько экземпляров сущности. Обязательность – необязательность связи обозначается точкой на линии связи внутри сущности или снаружи соответственно. №трудовой_книжки Название Кафедра Секретарь Работает на 1 1 Связь между секретарем кафедры и кафедрой, является связью 1:1. Эта связь необязательна со стороны сущности «кафедра» и обязательна со стороны сущности «секретарь» , т.к. кафедра может иметь только 1 секретаря, а временно может и не иметь секретаря, но секретарь кафедры обязательно должен работать на какой-то, причем только на одной, кафедре.

• 
  Слайд 4

  Изображениесвязи (нотацияБаркера)

  Связь изображается линией, сплошной или пунктирной до середины в зависимости от того, является она обязательной или необязательной. сплошная линия означает обязательность участия в связи каждого экземпляра сущности, со стороны которой эта линия проведена, пунктирная – необязательность. Множественная связь имеет в нотации Баркера вид «вороньей лапы».

• 
  Слайд 5

  Пример связи 1:n, обязательной с обеих сторон (нотацияБаркера)

• 
  Слайд 6

  Пример связи n:m, обязательной с обеих сторон (нотацияБаркера)

  Связь является обязательной с обеих сторон, поскольку каждый абитуриент сдает экзамен хотя бы по одному предмету, а каждый предмет сдает хотя бы один человек.

• 
  Слайд 7

  Пример рекурсивной связи

  Связь 1:n, поскольку у каждого человека может быть несколько детей, но отец у каждого один. Связь обязательна со стороны n и необязательна со стороны 1, так как человек не обязательно является отцом, но отец есть у каждого человека.

• 
  Слайд 8

  Зависимая сущность

  Зависимая сущность не может существовать сама по себе, а только относительно сущности, от которой она зависит. Зависимая линия связи представляется стрелкой, указывающей в сторону зависимой сущности (нотация Чена). Пример1.Сущность «задача» зависит от сущности «проект», если каждая задача на предприятии решается в рамках какого-нибудь проекта Пример2.Сущность «отдел в магазине» зависит от сущности «магазин», поскольку вне магазина отдел существовать не может.

• 
  Слайд 9

  Общаясущность и еекатегории(понятиямоделиЧена)

  У Баркера понятию общей сущности соответствуетсупертип, а категории - подтип, у Хау - соответственно сущностьи роль. Пример. Общая сущность – «Лэтишник». Категории – «Студент» и «Преподаватель». Сущности «Студент» и «Преподаватель» имеютнекоторые общие атрибуты, например, номер паспорта, фамилию, имя. отчество, адрес и телефон, чем-то отличаются друг от друга. сущность «Студент», например, имеет атрибуты: «номер зачетки», «номер группы», сущность «Преподаватель» имеет атрибуты«номер трудовой книжки», «название кафедры», на которой он работает, и «должность». Общая сущность обязательно имеет однозначный идентификатор. Категории могут не иметь дополнительного идентификатора, отличного от идентификатора общей сущности. Между категориями может существовать связь.

• 
  Слайд 10
  

  Пример использования в ER - модели категорий сущности, имеющих специфические по сравнению с общей сущностью атрибуты и связанных друг с другом

• 
  Слайд 11

  Пример связи третьего порядка

  Проводникобслуживает несколько озер, каждое озеро обслуживается несколькими проводниками, в каждом озере водится несколько видов рыбы, и каждый вид рыбы может водиться в разных озерах, каждый проводник предпочитает ловить определенные виды рыбы. В ситуации, когда проводнику безразлично, в каком озере ловить тот или иной вид рыбы, достаточно трех бинарных связей, но если проводник предпочитает ловить рыбу вида 1 в озере A, а рыбу видов 2 и 3 – в озере B, то для описания такой ситуации потребуется трехсторонняя связь. Если в связи одновременно участвуют три и более сущностей, такая связь называется n – сторонней, n – количество участвующих в связи сущностей.

• 
  Слайд 12

  Правила генерации отношений из ER-диаграмм (правило 1)

  Если : степень бинарной связи равна 1:1 , класс принадлежности обеих сущностей является обязательным, То: требуется только 1 отношение. его первичным ключом может быть ключ любой из двух сущностей. Например, имеем две сущности: сущность «Магазин» с атрибутами наименование, факс, телефон, адрес, специализация и сущность «Директор» с атрибутами № паспорта, ФИО. Каждый магазин обязательно имеет директора, а человек, являющийся директором, может быть директором только одного магазина. Получим одно отношение Магазин (наименование, факс, телефон, адрес, специализация, № паспорта директора, ФИО директора) Магазин Директор наименование № паспорта

• 
  Слайд 13

  Правила генерации отношений из ER-диаграмм (правило 2)

  Если: степень бинарной связи 1:1, класс принадлежности одной сущности является обязательным, а другой необязательным, То: требуется 2 отношения (по одному на каждую сущность), ключ сущности является ключом соответствующего отношения, ключ сущности, для которой класс принадлежности необязателен, добавляется в качестве атрибута в другое отношение. Например, имеем сущность «Человек» с атрибутами № паспорта, ФИО, год рождения, адрес и сущность «Зачетка» с атрибутами № зачетки, учебное заведение, факультет, когда выдана. Не каждый человек, а только студент, имеет зачетку, но зачетка обязательно кому-то принадлежит. Получим два отношения: Человек(№ паспорта, ФИО, год рождения, адрес) и Зачетка(№ зачетки, учебное заведение, факультет, когда выдана, № паспорта). Человек Зачетка № паспорта № зачетки

• 
  Слайд 14

  Правила генерации отношений из ER-диаграмм (правило 3)

  Если: степень бинарной связи равна 1:1, класс принадлежности ни одной из сущностей не является обязательным, То: требуется 3 отношения (по одному для каждой сущности – объектные, плюс еще одно – связное), ключами объектных отношений являются ключи соответствующих сущностей, связное отношение содержит ключи объектныхотношений в качестве своих атрибутов. Например, имеем сущность «Книга в библиотеке» с атрибутами шифр, название, автор, год издания. Книга может находиться на полке в зале подручного фонда, а может и в запасниках. Если книга находится в зале, она занимает одну определенную ячейку на полке, в этой ячейке может быть несколько экземпляров одной книги, но не может быть другой книги, при этом ячейка может быть и пуста. Сущность «Ячейка» имеет атрибуты инвентарныйномер, № зала, № стеллажа, № полки. Получим три отношения: Книга(шифр, название, автор, год издания), Ячейка(инвентарныйномер, № зала, № стеллажа, № полки), Подручный_Фонд(шифр, инвентарныйномер, количество экземпляров). Книга Ячейка шифр инвентарный номер

• 
  Слайд 15

  Правила генерации отношений из ER-диаграмм (правило 4)

  Если: степень бинарной связи равна 1:n, класс принадлежности n-связной сущности является обязательным, То: требуются 2 отношения (по одному для каждой сущности), ключ сущности является ключом соответствующего отношения, ключ односвязной сущности добавляется как атрибут в отношение, соответствующее n-связной сущности. Например, сущность «Группа» имеет атрибуты № группы, факультет, специальность, курс. Группа состоит из студентов. Сущность «Студент» имеет атрибуты № зачетки, ФИО, адрес, год рождения. В группе обычно несколько студентов. Каждый студент обязательно относится к какой–нибудь группе. Получим два отношения: Группа(№ группы, факультет, специальность, курс) и Студент(№ зачетки, ФИО, адрес, год рождения, № группы). Группа Студент № группы № зачетки

• 
  Слайд 16

  Правила генерации отношений из ER-диаграмм (правило 5)

  Если: степень бинарной связи равна 1:n, класс принадлежности n-связной сущности является необязательным, То: требуются 3 отношения (по одному для каждой сущности и одно отношение связи) ключами объектных отношений являются ключи соответствующих сущностей, связное отношение содержит ключи объектныхотношений в качестве своих атрибутов. Например, в клубе собаководства есть перечень всех пород собак, которые будут представлены на очередной выставке, и список клубных собак. Сущность «Порода» имеет атрибуты: название породы, средний рост, средний вес, назначение, а сущность «Собака» имеет атрибуты: № родословной, кличка, возраст. Связь между сущностями «Порода» и «Собака» – 1:n, причем необязательная с обеих сторон, поскольку собак какой-то породы в данном клубе может и не быть, но могут быть собаки пород, не представленных на очереднойвыставке. Получим три отношения: Порода(НазваниеПороды, СреднийРост, СреднийВес, Назначение), Собака(№Родословной, Кличка, Возраст) и УчастникиВыставки(НазваниеПороды, №Родословной) Порода Собака Название №Родословной

• 
  Слайд 17

  Правила генерации отношений из ER-диаграмм (правило 6)

  Если: степень бинарной связи равна m:n, То: независимо от класса принадлежности требуются 3 отношения (два объектных и одно связное). Например, связь между сущностью Книга с атрибутами Шифр, Название, Автор, ГодИздания и сущностью Читатель с атрибутами Билет, ФИО, Телефон является связью n:m. Получим три отношения: Книга(Шифр, Название, Автор, ГодИздания), Читатель(Билет, ФИО, Телефон) и Взял(Шифр, Билет, Дата). Книга Читатель Шифр Билет

• 
  Слайд 18

  Правила генерации отношений из ER-диаграмм (правило 7)

  Если: одна сущность является зависимой по отношению к другой сущности, т.е. не может существовать без нее, То: будут образованы два отношения – по одному для каждой сущности со своими ключами, в отношение, соответствующее зависимой сущности, добавится ключ отношения, соответствующего сущности, от которой она зависит, таким образом, ключом отношения, соответствующего зависимой сущности, будет составной ключ, включающий ключи обеих сущностей. Например,сущность «отдел в магазине» зависит от сущности «магазин», поскольку вне магазина отдел существовать не может. Получим два отношения: Магазин(Название, …) и Отдел (Название, №Отдела, …, ).

• 
  Слайд 19

  Правила генерации отношений из ER-диаграмм (правило 8)

  Если одна сущность является общей сущностью, а другие сущности - ее категориями, то возможны два варианта генерации отношений: Вариант 1: общая сущность служит источником для генерации отношения, ключом которого является ключ этойсущности. генерируются отношения, соответствующие каждой из категорий ключ общей сущности добавляется как атрибут в отношения, соответствующие категориям. Вариант 2: генерируются отношения, соответствующие каждой из категорий общая сущность не порождает отдельного отношения, а все ее атрибуты становятся атрибутами объектных отношений, порожденных категориями. Выбор варианта генерации зависит от количества общих атрибутов: Если количество атрибутов общей сущности больше, чем количество атрибутов ее категорий, то обычно выбираютвариант 1. Если количество общих атрибутов не превышает 2-3, то смысла в создании самостоятельного отношения для общей сущности нет и выбирают вариант 2. Если категории имеют связи друг с другом, то порождается дополнительно такое число отношений, которое определяется правилами 1-6.

• 
  Слайд 20

  Пример использования правила 8

  Вариант 1 даст 4 отношения: Лэтишник (№паспорта, Фамилия, Имя, Отчество, Адрес, Телефон), Студент (№зачетки, №паспорта, №группы), Преподаватель (№трудовой книжки, №паспорта, Название кафедры, Должность), Обучается (№зачетки, №трудовой книжки, …). Вариант 2 даст3 отношения: Студент (№зачетки, №паспорта, Фамилия,Имя, Отчество, Адрес, Телефон, №группы), Преподаватель (№трудовой книжки, №паспорта, Фамилия, Имя, Отчество, Адрес, Телефон, Название кафедры, Должность), Обучается (№Зачетки, №трудовой книжки, …).

• 
  Слайд 21

  Правила генерации отношений из ER-диаграмм (правило 9)

  Если имеет место n-сторонняя связь между сущностями, То: генерируется n+1 отношение - по одному для каждой сущности со своим первичным ключом и одно для связи, связное отношение имеет среди своих атрибутов ключи каждой участвующей в связи сущности. Получим 4 отношения: Проводник (ИмяПроводника, …), Рыба (Вид, …), Озеро (НазваниеОзера, …), ПредпочитаетЛовить (ИмяПроводника, Вид, НазваниеОзера). Например, имеем 3-х стороннюю связь между сущностями Проводник, Рыба и Озеро

• 
  Слайд 22

  Основные этапы проектирования БД методом «сущность-связь»

  После того, как, используя перечисленные 9 правил, проектировщик получил предварительные отношения, он должен сделать следующее: Подготовить список значимых для задачи атрибутов, если это еще не было сделано, и распределить их по предварительным отношениям. Определить функциональные зависимости (ФЗ) между атрибутами каждого отношения. Проверить соответствие каждого отношения нормальной форме Бойса - Кодда (НФБК). Если некоторым атрибутам не нашлось места в предварительных отношениях, или есть отношения, которые не находятся в НФБК, следует перестроить ER- диаграмму. Данная последовательность действий представляет собой метод проектирования баз данных, который носит название ER-метода.

• 
  Слайд 23

  Пример проектирования БД методом «сущность-связь». Постановка задачи

  Пусть требуется создать базу данных для работника деканата. В БД должны храниться сведения о группах и студентах: ФИО студента, № зачетной книжки, № группы, кафедра, направление, год образования группы, адрес постоянной прописки студента, отметки о сданных зачетах и оценки, полученные студентом за курсовые работы и на экзамене по каждой из дисциплин в текущей сессии.

• 
  Слайд 24
  

  Пример проектирования БД методом «сущность-связь». Выделение сущностей.

  В предметной области можно выделить следующие сущности: Студент с атрибутами: №_зачетки, ФИО, Адрес. Группа с атрибутами: №_группы, Направление, Кафедра, Год_образования. , Предмет с атрибутом: Название_предмета. Поскольку направление характеризуется не только номером, но и названием, а также сроком подготовки и присваиваемой квалификацией, вместо атрибута «направление» добавим в предметную область сущность Направление с атрибутами: №_направления, Название_направления, Срок_подготовки, Квалификация.

• 
  Слайд 25
  

  Пример проектирования БД методом «сущность-связь». Добавление атрибутов

  Вариант1 Вид_отчетностис возможными значениями: зачет, экзамен, курсовая работа Отметкас возможными значениями:отлично, хорошо, удовлетворительно,неудовлетворительно,неявка,зачет, незачет Дата -( дата сдачи студентом зачета, экзамена или курсовой работы по предмету ) Студенты могут иметь в сессию по одному и тому же предмету до трех записей в зачетной книжке, если сдают и зачет, и экзамен, и курсовую работу. В ведомостях может быть и большее количество записей, если студент сделал несколько попыток сдачи экзамена или зачета. Введем следующие атрибуты: Вариант2 Отметка зачетасо значениями: зачет, незачет, неявка Отметка экзаменасо значениями: отлично, хорошо,удовлетворительно,неудовлетворительно,неявка Отметка курсовой работысо значениями:отлично, хорошо,удовлетворительно,неудовлетворительно,неявка Дата зачета Дата экзамена Дата курсовой работы

• 
  Слайд 26
  

  Пример проектирования БД методом «сущность-связь». ER – модельпредметнойобласти “Деканат”

  № зачетки Студент Название предмета Предмет № группы Группа № направления Направление Студент (№_зачетки, №_группы) Группа (№_группы, №_напр-я) Специальность (№_напр-я) Предмет (Название_предмета) Сдал (№_зачетки, Название_предмета)

• 
  Слайд 27
  

  Пример проектирования БД методом «сущность-связь». Наборпредварительныхотношений

  Студент (№_зачетки, №_группы, ) Группа (№_группы, №_напр-я, ) Направление (№_напр-я,) Предмет (Название_предмета) Сдал (№_зачетки, Название_предмета, ) Атрибуты, еще не распределенные по отношениям: ФИО_студента, Адрес Кафедра, Год_образования Название_напр-я, Квалификация, Срок_подготовки Вид_отчетности, Дата, Отметка

• 
  Слайд 28
  

  Пример проектирования БД методом «сущность-связь». ФЗ между атрибутами предварительныхотношений.Проверканасоответствие НФБК

  ФЗ отношения Студент: №_зачетки №_группы, ФИО_студента, Адрес. Других зависимостей нет, так как ФИО может повторяться и в пределах группы, адреса студентов, живущих в общежитии, также могут совпадать. ОтношениеСтудент по определению находится в НФБК. ФЗ отношенияГруппа: №_группы №_напр-я, Кафедра, Год_образования Обратная зависимость неверна, т.к. в один год накафедреможет быть сформировано несколько групподногонаправления. Отношение Группа находится в НФБК. ФЗ отношения Направление: №_напр-яНазвание_напр-я, Квалификация, Срок_подготовки Название_напр-я №_напр-я, Квалификация,Срок_подготовки. Как атрибут №_напр-я, так и атрибут Название_напр-я являются возможными ключами и детерминантами отношения. ОтношениеНаправление находится в НФБК. ФЗ отношениияСдал: №_зачетки, Название_предмета, Вид_отчетности, Дата  Отметка. Других зависимостей нет, следовательно, отношение Сдал находится в НФБК.

• 
  Слайд 29
  

  Пример проектирования БД методом «сущность-связь». Реляционнаямодельпредметнойобласти “Деканат”

  № зачетки № группы ФИО студента Адрес Студент № зачетки Название предмета Вид отчетности Дата Отметка Сдал № группы № направления Кафедра Год_образования Группа № направления Название_направления Срок_подготовки Направление 1 n n n 1 1 Квалификация